SiO2对CaF2-CaO-Al2O3-TiO2型电渣重熔渣结晶的影响
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2019-12-25
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中国科技论文在线
SiO
2
对 CaF
2
-CaO-Al
2
O
3
-TiO
2
型电渣重熔渣
结晶的影响
#
徐荣嬛
1,2
，郭靖
1,2
，张满仓
1,2
，郭汉杰
1,2**
（1. 北京科技大学冶金与生态工程学院，北京 100083；
5
2. 高端金属材料特种熔炼与制备北京市重点实验室，北京 100083）
基金项目：中国国家青年科学基金（51704021）；中国博士后科学基金（2018M630071）；中央大学基础
研究基金（FRF-TP-16-079A1）；国家自然科学基金（U1560203）
作者简介：徐荣嬛（1995-），女，硕士研究生，主要研究方向：钢铁冶金
通信联系人：郭靖（1986-），男，讲师，主要从事冶金物理化学及钢铁冶金新工艺和新流程开发的研究. E-mail:
guojing@ustb.edu.cn
摘要：为了提高电渣重熔渣的固相润滑性能，本文通过引入经典晶体学模型 Jackson α 指数
来预测晶体形态，研究了 SiO
2
的添加 60％CaF
2
-20％Al
2
O
3
-20％CaO 型 ESR 渣的晶体形态的
影响。使用热力学模拟 Factsage，DSC，SEM 和 XRD 来确定结晶行为。通过 Jackson α 指数
10
预测 CaF
2
晶体为非面状，即可能生长为球状从而有利于提高固相润滑性。在所有样品中，
主要的结晶相都是 CaF
2
。同时 SiO
2
的添加会改变析出晶体的类型，数量和顺序。随着 SiO
2
的增加，结晶相 CaF
2
的形态从主要是树枝状转变为主要是球状。此外观察到样品中 CaF
2
的生长尖端呈直纹状。结果发现，对炉渣进行预熔并添加 4％SiO
2
是改善 CaF
2
-CaO-
Al
2
O
3
-TiO
2
型 ESR 炉渣固相润滑的最有效手段。
15
关键词：特殊钢冶金；电渣重熔；炉渣；结晶形貌
中图分类号：TF14
Effect of SiO
2
on Crystallization of CaF
2
-CaO-Al
2
O
3
-TiO
2
type Electroslag Remelting Slag
20
XU Ronghuan
1,2
, Guo Jing
1,2
, Zhang Mancang
1,2
, Guo Hanjie
1,2
(1. School of Metallurgical and Ecological Engineering, University of Science and Technology
Beijing,Beijing 100083;
2. Beijing Key Laboratory of Special Melting and Preparation of High-End Metal Materials,
University of Science and Technology Beijing (USTB), Beijing 100083)
25
Abstract: In order to improve the solid-phase lubrication performance of electroslag remelting slag,
the crystal morphology was predicted by introducing the classical crystallographic model Jackson α
index. The crystals of SiO
2
added to 60% CaF
2
-20%Al
2
O
3
-20%CaO type ESR slag were studied. The
influence of form. The crystallization behavior was determined using thermodynamic simulations of
Factsage, DSC, SEM and XRD. The Jackson α index predicts that the CaF
2
crystal is non-planar, that is,
30
it may grow into a spherical shape to facilitate the improvement of solid phase lubricity. In all samples,
the main crystalline phase was essentially CaF
2
. The addition of SiO
2
changes the type, quantity and
order of the precipitated crystals. With the increase of SiO
2
, the morphology of the main crystalline
phase CaF
2
changes from a main dendritic shape to a spherical shape. In addition, the growth tip of
CaF
2
in the sample was observed to be fingerprint-like. It was found that pre-melting the slag and
35
adding 4% SiO
2
is the most effective means to improve the solid phase lubrication of
CaF
2
-CaO-Al
2
O
3
-TiO
2
ESR slag.
Key words: Special steel; electroslag remelting; slag; crystal morphology
40
0 引言
电渣重熔（ESR）是广泛应用于高温合金钢的冶炼的重要方法。通常，ESR 工艺中常用
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